铁掺杂碳点通过高效单线态氧1O2生成实现α-葡萄糖苷酶及其抑制剂的双模式检测：糖尿病诊疗新策略

本文推荐一种基于铁掺杂碳点（Fe-CDs）的新型双模式（比色/光热）检测平台，其通过非自由基途径高效催化生成单线态氧（1O2），显著提升了对α-葡萄糖苷酶（α-Glu）活性及抑制剂（AGIs）的检测灵敏度与特异性。该研究不仅为糖尿病早期诊断提供创新工具，还揭示了金属掺杂碳点在纳米酶设计中的独特优势。

　　

亮点

本研究开发了具有卓越过氧化物酶样活性的铁掺杂碳点（Fe-CDs），其通过独特的非自由基途径高效生成单线态氧（¹O₂），为α-葡萄糖苷酶（α-Glu）活性检测及其抑制剂（AGIs）筛选提供了双模式（比色/光热）分析平台。

Fe-CDs的合成与表征

合成方法（图1A）：以Fe³⁺和EDTA为前体，通过水热法和高温热解制备Fe-CDs。透射电镜（TEM）显示其平均粒径为2.58 nm（图1B），晶格间距0.23 nm对应石墨碳（1 0 0）晶面（图1C）。X射线光电子能谱（XPS）证实Fe-N₄位点的形成，这是催化活性的关键。

催化机制突破

与传统Fe基纳米酶依赖羟基自由基（·OH）不同，Fe-CDs通过Fe²⁺/Fe³⁺循环激活H₂O₂产生¹O₂（寿命~4 μs），具有更高选择性和稳定性。毒化实验和电子顺磁共振（EPR）验证了该非自由基路径。

双模式检测应用

1. 比色模式：基于氧化TMB（oxTMB）的蓝色显色，检测限低至0.0036 U/mL；

2. 光热模式：利用oxTMB的近红外吸光特性，实现抗背景干扰的温度信号输出。

   通过α-熊果苷介导的级联反应，该平台成功用于临床样本分析和抗糖尿病药物（如阿卡波糖）抑制效率评估。

结论

Fe-CDs以超高催化效率（单个Fe原子活性显著高于传统纳米酶）和¹O₂主导机制，为糖尿病诊疗提供了兼具创新性与实用性的检测工具，同时为自由基非依赖型纳米酶设计开辟了新思路。